绿色化学在硫酸铜制备实验中的应用

分析了现有高校化学实验教材中主要二种五水硫酸铜制备方法的不足,并对其进行了改进。同时还运用乙醇—水体系使硫酸铜结晶,在有效结合绿色化学的理念下,取得了较好的实验结果。     

浓硫酸使硫酸铜晶体"脱水"了吗

本文针对浓硫酸使硫酸铜晶体失水,是体现浓硫酸的吸水性还是脱水性这一问题,设计实验进行探究,并联系教学实际反思拓展。     

超声波辅助液相合成六次甲基四胺络铜的研究

以五水硫酸铜和六次甲基四胺(HMTA)为原料,在超声波作用下采用液相合成法合成六次甲基四胺络铜。探讨原料配比、超声波辐射功率、辐射时间和反应温度对产物收率的影响。实验证明,合成六次甲基四胺络铜较适宜的条件为:五水硫酸铜/六次甲基四胺物质的量比1∶2.0,超声波辐射功率160 W,辐射时间60min,反应温度50℃,在此条件下产物收率可达65.2%,比传统的液相法(收率36%)高出近30%。     

巧制无水硫酸铜

在中学化学实验中,通常用无水硫酸铜来检验少量水的存在,然而,无水硫酸铜的吸湿性很强,需要时现制现用.制取无水硫酸铜时,通常将硫酸铜晶体放在蒸发皿中用小火慢慢加热并用玻璃棒不停搅拌,往往由于加热时温度稍高便有少量硫酸铜分解,使得一部分变黑,而且易结块,操作比较麻烦,而笔者为了克服以上缺点,不需加热便能巧妙制得无水硫酸铜,不但操作简单,而且实验效果明显.     

快速响应的温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶 Ⅰ.以CaCO_3为成孔剂制备方法、表征及动力学研究

以不同粒径的CaCO3粒子为成孔剂 ,合成了快速响应的温敏性聚 (N 异丙基丙烯酰胺 ) (PNIPA)水凝胶 .利用扫描电镜观察到水凝胶具有特殊的孔状结构 ,得到水凝胶的孔径大小为几十微米左右 .动力学研究表明 ,该水凝胶在温敏膨胀或收缩时 ,具有快速的响应速率 ,在 10min内的失水率可达 90 % .比较了干凝胶和4 0℃下失水后的凝胶两种不同状态下水凝胶的膨胀曲线 ,发现两者的溶胀动力学曲线明显不同 ,前者的曲线有拐点 .同时发现与失水收缩速率相比 ,水凝胶具有较慢的吸水膨胀速率 .     

速响应的温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶Ⅰ.以CaCO3为成孔剂制备方法、表征及动力学研究

以不同粒径的CaCO3粒子为成孔剂,合成了快速响应的温敏性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPA)水凝胶.利用扫描电镜观察到水凝胶具有特殊的孔状结构,得到水凝胶的孔径大小为几十微米左右.动力学研究表明,该水凝胶在温敏膨胀或收缩时,具有快速的响应速率,在10 min内的失水率可达90%.比较了干凝胶和40℃下失水后的凝胶两种不同状态下水凝胶的膨胀曲线,发现两者的溶胀动力学曲线明显不同,前者的曲线有拐点.同时发现与失水收缩速率相比,水凝胶具有较慢的吸水膨胀速率.     

简易制粘胶

一、原料:菱粉,苛性钠,硫酸铜,水玻璃,水。二、配方:菱粉100份,硫酸铜4份,水玻璃8份, 苛性钠和水适量。三、制法: 1.先把菱粉和水混和搅匀(水的用量等于平时煮浆糊时的加水量),然后逐渐加入苛性钠,搅拌,使菱粉变成浆糊一样就可以了。 2.把固体硫酸铜和水玻璃分别磨碎,混和搅匀成混和粉末。 3.把硫酸铜和水玻璃混和粉末加入制侵的“浆糊”里,充分搅拌,即成很好的粘料。四、用途:这种粘料可粘木板、小提琴、窗口木等, 很牢固,可以代替铁钉。     

准研究性基础化学实验:不同来源氧化铜含量分析及对制备CuSO4·5H2O产率的影响

分别采用3种来源粉状氧化铜作为原料制备五水硫酸铜（CuSO4·5H2O）,对原料中CuO含量进行定量分析,并探讨其对产品产率的影响。该实验源于教学过程中学生提出的问题,涵盖了化学分析、元素鉴定和仪器分析等内容,可以作为准研究性基础化学实验开设,有利于引导学生综合运用所学知识与技术,解决实验过程中遇到的实际问题,促进培养学生的创新能力和科学素养,推进基础化学实验研究性教学。     

用变色硅胶检验酸碱反应生成水的实验探究

在分析用无水硫酸铜检验酸与碱反应生成水的实验中存在问题的基础上,提出了用变色硅胶检验酸与碱反应生成水这一更为合理的方法。经实验验证,发现变色硅胶检验酸与碱反应生成水的灵敏性要比无水硫酸铜的强。另外,变色硅胶经回收处理后可重复使用。     

抗失水抗结冰水凝胶的研究进展

水凝胶在柔性可穿戴式器件、电子皮肤和软体机器人等领域具有巨大的应用潜力.然而,大部分水凝胶材料仍然面临容易失水变干,在严寒气候下容易冻结失效等挑战,严重限制了水凝胶材料的应用范围和发展前景.近年来,为了解决水凝胶在干旱地域和严寒气候的失效问题,研究人员设计和制备了一系列抗失水抗结冰的水凝胶材料.在本综述里,我们主要从制备策略和应用这两方面归纳并总结了抗失水和抗结冰水凝胶在近些年来的发展情况,着重讨论了表面修饰弹性体的水凝胶、盐凝胶、有机-水双溶剂凝胶以及纳米限域水凝胶各类水凝胶材料的制备原理和研究进展.这些策略极大地改善了水凝胶材料的抗失水性和抗结冰性.基于这些制备方法,介绍了抗失水抗结冰水凝胶在储能器件、柔性可穿戴设备、传感器和集水等领域的应用.最后,我们对这个领域的发展现状进行总结,指出当前所面临的挑战,并讨论了未来可能的发展方向.     

快速响应的温敏性聚（N—异丙基丙烯酰胺）水凝胶——Ⅰ.以CaCO3为成孔剂制备方法、表征及动力学研究

以不同粒径的CaCO3粒子为成孔剂，合成了快速响应的温敏性聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPA）水凝胶，利用扫描电镜观察到水凝胶具有特殊的孔状结构，得到水凝胶的孔径大小为几十微米左右，动力学研究表明，该水凝胶在温敏膨胀或收缩时，具有快速的响应速率，在10min内的失水率可达90%，比较了干凝胶和40℃下失水后的凝胶两种不同状态下水凝胶的膨胀曲线，发现两者的溶胀动力学曲线明显不同，前者的曲线有拐点，同时发现与失水收缩速率相比，水凝胶具有较慢的吸水膨胀速率。     

用XRD和TG技术研究明矾失水及复水过程

针对无机化学实验“明矾的制备”中存在明矾容易失水的问题进行探究。先用热重分析仪在不同温度下对分析纯明矾进行热处理分析，再取300℃热处理后的样品(KAl(SO₄)₂)进行复水实验；采用X射线粉末衍射技术(XRD)对样品进行物相表征，探究了热处理后明矾失水与复水之间的结构变化。通过理论计算并结合物质的晶体微观结构，阐明了明矾容易失水的原因，分析了明矾失水与复水的机理，为解释教学实验现象提供详实的理论依据。     

结晶水对硫酸铜与丁腈橡胶之间配位交联反应的影响

利用动态力学分析(DMA)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、平衡溶胀法、力学性能测试等分析手段, 通过研究五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)填充的NBR考察了结晶水对CuSO4与NBR之间配位交联反应的影响. 结果表明, 结晶水的存在可以促进该配位交联反应.     

一个不可靠的结论

在高二有机化学教学过程中讲授乙醇的性质时,常遇到有这样的思考题:怎样证明乙醇里含有水份? 普遍认为:只要在乙醇里加入白色的无水硫酸铜粉末,如果白色的硫酸铜粉末变成蓝色,则证明此乙醇中含有水份[1].其反应如下:     

水合盐的几种脱水过程探讨

通过差热/热重联机 (DTA/TGA)和差示扫描量热法 (DSC)测定几种盐(Na2SO4·10H2O、CuSO4·5H2O、Na2S2O3·5H2O)的失水过程 ,对水合盐脱水过程几种可能的类型进行探讨。研究表明低温 (100℃以下 )水合盐脱水有两种类型 ,一种直接失去气态水 ,另一类先脱去液态水再进一步变为气态水。并从热力学上理论分析两类脱水过程的原因。     

水参与制氢的Cu-P体系研究

研究了水参与的Cu-P氧化还原体系制氢过程。考察了Cu/P物质的量比、反应温度、酸度、外加Cu单质等对氢气产率的影响,设计了Cu的循环利用和P的转化利用过程,实现了Cu-P体系的绿色化过程。结果表明,通过调控Cu/P物质的量比和反应温度等因素可以控制反应过程中生成的氢原子转化为氢气的量,在以0.20 g五水硫酸铜为基准物的Cu2+/H2PO-2物质的量比为0.05和95℃反应条件下可获得大于反应计量比的18.6 mL氢气;酸性条件下H2O2氧化单质Cu可以实现Cu的10次循环利用;制氢过程生成的亚磷酸氢根可以用Ca(OH)2处理转化为新型防锈剂CaHPO3·H2O,该防锈剂用红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)得到了表征。     

用无水硫酸铜检验普通酒精里的水的实验结果

用白色无水硫酸铜来检验普通酒精里所含的水,这是中学化学沿用了几十年的传统方法。“关于乙醇中含水检验的商榷”的短文,断然否定了这一传统方法的可靠性和正确性,而代之以用无水氯化钴来检验普通酒精里的水。笔者在重新进行多次实验之后认为,该文的论据不足。在8支干燥试管中分别注入5ml不同的酒精,再分别加入不同量(估计量)的无水硫酸铜粉末,实验结果见下表。     

五水硫酸铜的失水实验

硫酸铜是一种重要的铜盐。理科化学系的普通化学实验中有它的制备。工科化工类的无机化学实验中也有“硫酸铜的提纯”。实验中为了使硫酸铜的性质与结构联系起来,并能用以指导提纯实验。我们在本院化工系八一级的无机化学实验中增加了本实验。     

浓硫酸与锌反应产生氢气的验证及原因探究

通过使用品红溶液、硫酸铜溶液及泡泡水等,可以验证浓硫酸与锌粒在加热条件下有氢气生成。提出产生氢气的原因与浓硫酸的自偶电离有关,并用多种金属进行验证。     

铁与硫酸铜溶液反应的异常现象探究

偶然发现铁与硫酸铜溶液反应过程中溶液pH呈现下降趋势。针对这一异常现象进行实验探究,发现亚铁离子被氧化是产生异常现象的关键副反应。据此提出,消除异常现象的方法是用热的去氧蒸馏水配制2%的硫酸铜溶液,且反应装置要密闭。